1

BÁO CÁO KHOA HỌC TỔNG KẾT ĐỀ TÀI I-173
“Nghiên cứu yêu cầu kỹ thuật khi đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới điện trung áp”
ThS. Lê Việt Cường – Phòng phát triển HTĐ, Viện Năng lượng
Tóm tắt: Đề tài này sẽ đưa ra những đề xuất đối với yêu cầu kỹ thuật khi đấu nối nguồn điện
phân tán vào lưới điện trung áp trong hệ thống điện Việt Nam. Ph
ần đầu giới thiệu tổng quan
về các loại nguồn điện phân tán chính hiện có trên thế giới, một số đặc điểm chính của
những loại nguồn điện này và sự xuất hiện của chúng trong hệ thống điện Việt Nam. Phần
tiếp theo sẽ trình bày lợi ích, ảnh hưởng về kĩ thuật của nguồn điện phân tán đến hệ thống
điện. Sau đó, những yêu cầu kỹ thuật đối với nguồn điện phân tán đấu nối vào lưới điện trung
áp của Việt Nam, các nước Bắc Âu, Hoa Kỳ, Anh và một số quốc gia khác được giới thiệu, so
sánh và đánh giá. Đề tài nghiên cứu hoạt động của nguồn điện phân tán tại Việt Nam với mô
hình được lựa chọn là nguồn thủy điện nhỏ trong lưới phân ph
ối trung áp. Trong đó, tập
trung vào nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến chất lượng điện áp và hệ
thống bảo vệ của lưới điện trung áp. Từ các kết quả nghiên cứu, đề tài đưa ra một số kiến
nghị, đề xuất đối với yêu cầu kỹ thuật khi đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới điện trung
áp.
1. Cơ sở và lý do thực hiện đề tài
Hiện nay nguồn điện từ năng lượng tái tạo đấu nối vào lưới trung áp (trong đó chủ yếu là nhà
máy thủy điện nhỏ) đang phát triển nhanh và rộng trên phạm vi toàn quốc. Thông tư số
32/2010/TT-BCT của Bộ Công Thương ban hành ngày 30 tháng 7 năm 2010 về “Quy định hệ
thống điện phân phối” cũng đưa ra những quy định kĩ thuật v
ận hành nguồn điện trong lưới
trung áp đối với tần số, điện áp và bảo vệ hệ thống điện. Tuy nhiên quy định này chưa yêu
cầu xem xét cụ thể đến sự thay đổi và những ảnh hưởng khi đấu nối nguồn điện phân tán vào
lưới điện trung áp. Trong khi thực tế một số nhà máy thuỷ điện nhỏ vận hành đấu nối vào
lưới trung áp đ
ang gây nên những ảnh hưởng đến lưới điện phân phối như điện áp trên lưới

trong một số chế độ vận hành nếu chưa lắp đặt thêm thiết bị điều chỉnh điện áp trên
lưới hoặc quy định về giới hạn trên điện áp của nguồn điện khi vận hành quá cao.

Hình 2.1: Phân bố điện áp nút trên đường trục 35kV khi TĐ Khe Soong phát công
suất lớn nhất năm 2010

Hình 2.2: Phân bố điện áp nút trên đường trục 35kV khi thêm một số TĐ nhỏ phát
công suất lớn nhất năm 2015
Thực tế vận hành và qua kết quả tính toán cho thấy, nguồn thủy điện nhỏ đã đóng góp
vai trò hết sức quan trọng đối với lưới điện trung áp của khu vực Tiên Yên. Khi nhà
máy thủy điện Khe Soong vận hành, độ tin cậy cung cấp điện cho cả khu vực đượ
c
nâng cao, chất lượng điện áp trên lưới trung áp được cải thiện rõ rệt. Tuy nhiên, đến
thời điểm năm 2015 khi một số nhà máy thủy điện khác cũng đi vào vận hành thì
trong chế độ bình thường và chế độ phụ tải cực tiểu, khi huy động phát công suất cao
của các nhà máy thủy điện trên lưới trung áp tại một số nút xảy ra hiện tượng quá điện
áp khiến đ
iện áp vượt ngưỡng cho phép.
Để khắc phục ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến điện áp trên lưới trung áp đặc
biệt trong chế độ phụ tải cực tiểu ngoài việc yêu cầu các nhà máy điện cần phải trang
bị hệ thống điều khiển dòng kích từ đủ mạnh còn có thể áp dụng thêm một số giải
pháp khác. Các giải pháp này có thể là giải pháp tìm điể
m mở trên lưới để nguồn điện
3

phân tán vận hành độc lập, giải pháp lựa chọn điểm đấu nối tối ưu trên lưới điện trung
áp khu vực theo phương pháp di truyền, giải pháp lắp đặt thiết bị FACTS trên lưới
phân phối (D-FACTS). Nhưng quan trọng nhất cần phải quy định dải điện áp làm việc
trong chế độ bình thường của nguồn điện cũng như yêu cầu các nhà máy thủy điện
nh

c) Nguồn điện phân tán làm giảm vùng bảo vệ của rơ-le quá dòng đầu xuất tuyến đường
dây.
Bảng 2.2: Thông số chỉnh định rơ le bảo vệ đường dây 35kV TBA 110kV Tiên Yên
Số
hiệu
máy
cắt
Thiết
bị
được
bảo vệ
Loại rơ le
bảo vệ
Trị s
ố chỉnh định
Tỷ số
TU,TI
Trị số đặt
Trị số
dòng nm
tác động
Thời gian cắt
& thiết bị tác
động
371
Đường
dây
371
2-DL-
51/50

khi có TĐ
Khe Soong (A)
Thay đổi (A)
tăng (+); giảm
(-)
N
gắn mạch ba pha 690,1 620,2 -69,9
Chạm đất một pha 446,3 354,8 -91,6

Bảng 2.4: Dòng ngắn mạch tại đầu xuất tuyến 371 TBA 110kV Tiên Yên khi có sự cố
tại nút Pắc Fe và một số thủy điện nhỏ đấu nối vào lưới điện năm 2015
TT Loại sự cố
I
nm
khi không có
nguồn TĐ nhỏ
(A)
I
nm
khi có nguồn
TĐ nhỏ(A)
Thay đổi (A)
tăng (+); giảm
(-)
N
gắn mạch ba pha 796,1 568,0 -228,1
Chạm đất một pha 490,0 279,4 -210,6

Như vậy, khi thông số chỉnh định rơ-le không thay đổi, khi đó trong chế độ cả ba
nguồn thủy điện phát điện trong chế độ phụ tải cực đại và có sự cố ngắn mạch một

thường đối với nguồn điện đấu nối vào lưới điện phân phối trung áp là +5% và -
10%.
5

- Tiêu chuẩn về tần số: Hiện nay, nhiều nhà sản xuất máy phát điện với đặc tính có
thể duy trì phát công suất liên tục trong một dải tần số khá rộng. Do đó xem xét
yêu cầu những nguồn điện phân tán xây mới đấu nối vào lưới điện trung áp có dải
tần số làm việc trong chế độ bình thường (phát công suất liên tục không được
giảm phát) là từ 47,5 đến 51,5Hz. Việc mở r
ộng dải tần số chế độ làm việc bình
thường sẽ làm tăng độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối.
- Yêu cầu về hệ thống bảo vệ: Nguồn điện phân tán ngoài những trang bị bảo vệ
cho máy phát cần phải trang bị hệ thống bảo vệ tại vị trí đấu nối nhà máy điện vào
lưới trung áp nhằm nâng cao độ
tin cậy của lưới điện. Tùy theo quy mô công suất,
vị trí nhà máy trong hệ thống điện, đặc tính nối đất của lưới điện hệ thống bảo vệ
của máy phát và nhà máy cần có: máy cắt đầu cực máy phát, máy cắt giữa nhà
máy và lưới điện, thiết bị tự động kiểm tra đồng bộ, thiết bị tự động điều chỉnh
điện áp, rơ
-le điện áp thấp, rơ-le bảo vệ quá áp, rơ-le quá điện áp điểm trung tính,
rơ-le tần số thấp, rơ-le tần số cao, rơ-le quá dòng và quá dòng theo thời gian, rơ le
bảo vệ quá dòng trung tính, thiết bị liên động.
Từ kết quả nghiên cứu của đề tài, đề xuất một số hướng nghiên cứu tiếp theo như sau:
- Nghiên cứu giải pháp điều khiển điện áp trên lưới phân ph
ối trung áp khi có nguồn
điện phân tán.
- Nghiên cứu yêu cầu kĩ thuật khi đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới điện hạ áp.